刚架桁架模型有效性的试验与数值研究

为了比较桁架模型和刚架模型的差异, 结合了一种简单试验结构,实测了试验刚架和桁架的特定截面的内力和中节点位移; 同时应用ANSYS软件对两种模型进行了有限单元模拟. 验证了刚架和桁架两种力学模型的有效性, 通过试验和数值计算的结果, 得到了两种结构的受力特点, 分析了实际桁架和理想桁架的差别, 对结构设计和教学具有一定的参考意义.     

变截面梁横向振动固有频率数值计算

根据边界条件对变截面梁横向振动四阶变系数微分方程降阶, 形成关于挠度和弯矩的二 阶非显式递推变系数微分方程组; 利用有限差分法, 研究了变截面简支梁横向振动固有频率 的数值计算方法及其精度. 理论分析和正交计算的算例表明: 数值计算算法简单, 计算精度 取决于计算步长的数目和梁横截面竖向渐变率, 与梁宽和梁长无关; 对于给定的计算步长或 数目, 可以估算数值计算的精度; 对于给定的精度要求, 可以确定合理的计算步长或数目.     

关于铅球最佳出手角的数值分析

考虑铅球运动员的推力随出手角的变化, 利用Matlab软件计算出手角的最佳值. 在此基础上讨论了运动员的身高、推力、角度衰减系数以及铅球质量对最佳出手角的影响.     

虚拟仪器在振动分析教学实验中的应用

介绍一个由学生自己定义、自己设计的虚拟仪器实验方法,既能培养学生实验动手能力,又能解决一般学校实验仪器套数少的问题.     

刚性根式基础水平承载性能分析

根据Winkler地基梁理论, 分析根式基础及根键水平受力特性, 并建立计算模型. 利用 载荷传递法推导根式基础弹性解答, 计算其水平向承载性能, 获得井身位移、弯矩、剪力和 土反力随深度的分布规律. 结果表明, 根式基础承载性能优于沉井基础, 可使顶部水平位移 减少35%~45%, 承载力提高45%~55%. 载荷传递法结果在弹 性范围内与试验数据接近, 故可用于工程计算.     

点载荷作用下密集颗粒物质的传力特性分析

利用颗粒离散元商业软件PFC3D, 模拟了在2m*1m*0.01m容器中直径分别为0.01m, 0.008m和0.006m的颗粒各1*10$^4$个, 受重力作用下的静态密集堆积; 以此为初始条件, 在表层随机选择7个颗粒分别施加5.2*10$^{ - 2}$N(100倍最大颗粒重量)的点载荷, 进行应力传播特点研究. 结果表明: 力的传递在局部范围内呈现很强的各向异性; 应力涨落随着距离的增加呈指数下降; 在大于5倍最大颗粒粒径时, 其分布可以使用弹性力学理论来计算. 探讨了摩擦系数$\mu =0$, 0.2, 1对应力传递的影响, 随着摩擦系数的增加, 各向异性范围减小.     

顺序输送混油过程的二维数值分析

采用二维对流扩散模型对成品油顺序输送中的混油问题进行了数值模拟研究, 运用目前求解对流扩散方程比较有效的两步法, 对层流态和湍流态顺序输送的混油段流动分别进行了数值计算, 分析了层流态和湍流态下的顺序输送规律, 表明湍流态输送比层流态输送的混油量要小, 并得到了混油截面平均浓度随时间的变化特点, 以及湍流扩散系数对混油浓度的影响规律.     

结构裂纹故障振动检测的小波分析

针对结构微小缺陷振动无损检测中难以提取含故障信息信号的难点,以含有预制裂纹的微型汽车驱动桥试件为研究对象,探索了一种采用小波分析和现代谱估计技术,提取结构受瞬态激励作用下,反映裂纹信息的微小弹性波的实验室裂纹识别方法. 试验结果表明,该方法能够较为有效地提高结构微小缺陷振动检测的信号精度.     

用振动方法测量流体密度

介绍了用振动方法则量流体密度的实验原理、实验装置和实验方法, 这是振动力学的一个教学实验,具有实际应用价值。     

陆士嘉先生百年诞辰纪念会在北京航空航天大学如心会议中心举行

  陆士嘉先生是新中国流体力学专业的奠基人之一. 在旧中国积弱贫穷、落后挨打的年代, 她怀抱科技强国、科技救国的梦想,半工半读就读于北京师范大学物理系,然后毅然选择航空的先行与基础学科------流体力学,远赴重洋,以优异成绩和卓越才华,破除了当时对华人和对女性的双重偏见,获得了现代流体力学大师和奠基者之一的普朗特的赞赏,成为大师唯 一的女研究生和唯一的中国学生;她担任了北航建校筹委会委员,为创建北航做出了贡献; 她以前瞻性的国际眼光,参加了我国第二个科学发展规划的制定工作,对我国流体力学学科 和航空事业的发展起了推动作用;她淡泊名利,两次恳请中国科学院从院士候选人中删除她 的名字,恳请北航领导将他的一级教授提名调到二级,在科技和教育界传为佳话;她艰苦朴 素,婉言谢绝学校公车接送,数十年如一日坚持乘坐公交车上班,对灾区和有困难的同事慷 慨解囊且不留姓名;她是一位杰出的教育家,培养了一大批航空和力学的栋梁之材. 本刊特登载陆士嘉先生的学生龙驭球院士、周恒院士、朱自强教授和李素循教授的缅怀先生的文章. 她的这几位学生都已至古稀耄耋之年,成就非凡,遇事淡定,但在纪念会上,他们的声音哽咽了. 师生情深,师恩似海. 从先生鼓励习题的解法立异到讨论学位论文创新,从先生百忙中抽时间辅导学生自学第二外语到推荐学生到海外名家深造,从先生创建北航空气 动力学教研室和研究室到与我国力学科学泰斗钱学森、郭永怀的交往合作,参与制定我国流 体力学学科和航空科学发展的宏伟蓝图,从先生不知疲倦地工作到坚辞荣誉和物质利益,无 不感人至深,是我国力学与航空科学发展的珍贵历史资料. 天地有大美而不言,先生有大德而不说,唯其不说,浩气长存.     

轴向运动弦线的纵向振动及其控制

综述轴向运动弦线纵向振动及其控制问题的研究进展.多种工程 系统如动力传送带、磁带、纸带、纺织纤维、带锯、空中缆车索道等均 涉及轴向运动弦线的纵向振动.对线性模型而言,除早期结果外,总结了 运动弦线的模态分析、具有复杂约束和耦合的运动弦线振动和运动弦线 参数振动的近期研究.对非线性模型而言,提出了轴向运动弦线大幅纵向 振动的运动微分方程,概述了离散化和直接近似解析分析、用黏弹性材 料模型化阻尼机制和动力传输系统的耦合振动研究的新进展.讨论了轴 向运动弦线振动主动控制的研究现状,包括能控性和能观性,控制分析的 频域方法和能量方法,振动的自适应控制和非线性振动的控制.最后指出 该研究方向今后需要研究的若干重要问题,包括运动弦线的非线性动力学 行为、黏弹性运动弦线的振动、含运动弦线的混杂系统的控制和轴向运 动弦线非线性振动的控制.     

基于非均匀梁模型的二维柔性机翼固有振动分析

变体飞行器通过光滑连续的结构变形改变气动特性,从而提高飞行器的飞行性能,具有很大的应用前景.由于这类新概念飞行器主要通过改变自身结构形状以获得最佳工作性能的需求,因此具有变形大、质量轻等特点,较容易发生结构振动响应.本文研究了一种以柔性变后缘作为变体形式的二维柔性机翼等效建模方法,基于非均匀梁模型假设,建立了该柔性翼的动力学模型.通过利用Frobenius方法得到解析解及固有频率,并用有限元方法进行对比验证,发现前4阶固有频率的误差均在1%以内,每阶固有频率对应的振型一致.通过3D打印工程塑料ABS和硅胶蒙皮材料制备了柔性机翼结构件,并通过动态测量法和拉伸试验分别测定了打印材料和硅胶蒙皮材料的杨氏模量,搭建振动响应实验平台对制备的柔性机翼试验件进行振动试验.对比发现模型振动试验获得的基频与理论模型结果一致,并与有限元方法误差在3%以内.本文通过理论分析和实验验证,建立了二维柔性机翼等效建模方法,研究结果将为柔性变后缘结构动力学特性分析及其控制应用方面提供理论支持.     

考虑分布轴向力的细长杆横向振动与失稳分析

为量化梁、杆、柱的自重(下称分布轴向力)对静力失稳和动力横向振动的影响,在《材料力学》和《机械系统动力学》教材的基础上,建立了分布轴向力下的杆柱失稳和横向振动的力学、数学模型.采用有限差分法、伽辽金法和数值积分法获取计算结果.结果表明:考虑分布轴向力的杆柱横向振动固有频率随杆长增加而减小,杆柱失稳时一阶固有频率为0;分...     

基于压力隧洞模型的复合材料横向热残余应力分析

考虑碳纤维横向刚度情况下,将复合材料横向热残余应力问题简化为压力隧洞模型.利用该模型推导出复合材料固化成型过程中形成的横向热残余应力,其中分析得出了单纤维与树脂的接触压力以及该压力传递到纤维和树脂后的分布情况.结果表明接触压力传递到纤维内部后成一固定值,传递到树脂后以正比于r.函数衰减.在其基础上提出场叠加方法,得出纤维之间相互耦合的接触压力与残余应力场.通过有限元模拟,理论模型和数值模拟基本一致.     

ELASTO－PLASTICITY ANALYSIS BASED ON COLLOCATION WITH THE MOVING LEAST SQUARE METHOD

A meshless approach based on the moving least square method is developed for elasto-plasticity analysis, in which the incremental formulation is used. In this approach, the displacement shape functions are constructed by using the moving least square approximation, and the discrete governing equations for elasto-plastic material are constructed with the direct collocation method. The boundary conditions are also imposed by collocation. The method established is a truly meshless one, as it does not need any mesh, either for the purpose of interpolation of the solution variables, or for the purpose of construction of the discrete equations. It is simply formulated and very efficient, and no post-processing procedure is required to compute the derivatives of the unknown variables, since the solution from this method based on the moving least square approximation is already smooth enough. Numerical examples are given to verify the accuracy of the meshless method proposed for elasto-rdasticity analysis.     

非对称混杂边界轴向运动Timoshenko梁橫向振动分析

研究两端带有扭转弹簧且弹簧系数均可任意变化的非对称混杂边界下的轴向运动Timoshenko梁的横向振动.利用非对称混杂边界条件推导对应任意弹簧系数的系统超越方程以及特征函数.运用数值方法计算系统的固有频率及其相应的模态函数,并研究确定梁的刚度、轴向速度以及边界处扭转弹簧的刚度的影响.通过数值算例,比较7imoshenko梁、瑞利梁、剪切梁和欧拉梁的固有频率随轴向速度的变化,分析转动惯量和剪切变形的影响.     

基于无单元Galerkin方法的受迫振动下的连续体结构拓扑优化

基于无单元Galerkin法(EFG)对受迫振动下的连续体结构进行拓扑优化设计.选取节点的相对密度作为设计变量,以动柔度最小化为目标函数,基于带惩罚的各向同性固体材料模型(SIMP)建立了受迫振动下的连续体结构拓扑优化模型,采用伴随法求解得到目标函数的敏度分析公式,利用优化准则法对优化模型进行求解.通过经典的二维连续体结构拓扑优化算例证明了该方法的可行性和有效性.     

基于无网格方法的碳纳米管自由振动分析1)

采用无网格方法分析了碳纳米管的自由振动问题。通过几个数值算例来证明本方法的收敛性。将不同长径比的碳纳米管的固有频率计算结果与公开文献的结果进行对比。对比结果表明：本文方法具有较高的计算精度,基于薄板样条径向基函数的无网格方法可以成功地分析碳纳米管的自由振动问题。     

FREE VIBRATION ANALYSIS OF CARBON NANOTUBES BASED ON THE MESHLESS METHOD1)

采用无网格方法分析了碳纳米管的自由振动问题。通过几个数值算例来证明本方法的收敛性。将不同长径比的碳纳米管的固有频率计算结果与公开文献的结果进行对比。对比结果表明：本文方法具有较高的计算精度,基于薄板样条径向基函数的无网格方法可以成功地分析碳纳米管的自由振动问题。     

基于基础激励下响应数据灵敏度分析的有限元模型修正

论文建立了某桁架的有限元模型.分析了其在基础激励的响应函数,通过摄动相关参数进行了仿真实验.利用Matlab和Nastran等工具,得到了响应函数对参数的灵敏度,通过数值求解,求解修正参数.结果证明,这种方法在识别结构刚度误差上得到了良好的结果.